https://frosthead.com

Може ли дикобрановите дробове да ни помогнат да проектираме следващата хиподермична игла?

Ако някога сте имали насилствена среща с дикон, вероятно не е свършило добре. Големите гризачи са най-известни с козината на около 30 000 бодлива юргана, която покрива гърба им, еволюционна адаптация за защита от хищници. Въпреки че изглеждат тънки - дори неясни - щом къдрите се настанят в плътта ви, е изключително трудно и болезнено да се измъкнете.

Наскоро група учени, ръководени от Джефри Карп от Харвард, решиха да проучат отблизо какво точно прави тези птици толкова ефективни. Както те съобщават в статия, публикувана днес в Proceedings of the National Academy of Sciences, техният анализ разкри специализирана микроскопична бодлива структура, която позволява на пъпчетата да се плъзгат в тъкан изключително лесно, но да се вкопчат в нея упорито, щом е на мястото си.

Микроскопично изображение на дробовете на свине на дикобран Микроскопично изображение на кокоши дробови дряни (Изображение чрез Джефри Карп)

Оказва се, че всяко цилиндрично перо е покрито с обърнати назад пръчки, пресечени с гладки, подобни на мащаб структури. Когато дикобраз се сблъска с противник (или срещу всичко друго), той хвърля дрехите си; пръчките около обиколката на дюлята действат като зъбите на режещ назъбен нож, осигурявайки по-чисто вещество, нарязано на тъкан и улеснява проникването. След като кокошката е вкопана в другото животно, същите тези бръчки имат обратен ефект, повдигайки се и предотвратявайки лесното изплъзване на иглата.

Изследователите предприели доста интересен подход, за да достигнат до тези открития: Те измервали колко сила е необходима, за да вкара и извади свине на дика в свинска кожа и сурово пилешко месо. След това те извършиха същия експеримент с други пелмени, които бяха изгладили, като внимателно шлифоват всички шини.

Цялото това изследване имаше по-голяма цел, отколкото просто да задоволи любопитството на авторите към дикобраните. Подобно на велкро (вдъхновен от растенията, които се залепват върху дрехите ви) и лепила на основата на лента (вдъхновени от лепкавото покритие върху ръцете и краката на геконите), учените изучиха характеристиките, които направиха баровете толкова ефективни с надеждата за развитие на следващия -генерация на хиподермични игли.

Ако човек може да бъде проектиран, който да изисква по-малко сила, за да проникне в човешката тъкан, това може да означава по-малко болка при следващия ви грип. Задържането на силата може да бъде полезно за игли, които трябва да останат на място за по-дълъг период от време, като IV капка.

Като доказателство за принципа, екипът направи реплика дикобранови дробове, направени от пластмаса, и ги постави през същата батерия от тестове върху тъкани и кожа. Пластмасовите дюли работеха като чар. Изследователите спекулират, че подобна технология някой ден може да бъде включена в редица медицински приложения извън хиподермичните игли, като например скоби, които държат рани по време на заздравяване и лепила, използвани за задържане на системи за доставяне на лекарства.

Може ли дикобрановите дробове да ни помогнат да проектираме следващата хиподермична игла?